Odiseea umană. De la viaţa în copaci la înţelegerea cosmosului (II)

Leonard Mlodinow
Odiseea umană. De la viaţa în copaci la înţelegerea cosmosului
Editura Herald, 2019
traducere din limba engleză de Walter Fotescu



***
Fragment

 Citiţi aici prima partea a acestui fragment.

***

În pofida tuturor progreselor înregistrate de teoria cuantică, abordarea lui Heisenberg se va afla mereu în centrul ei, întrucât el fusese inspirat de dorinţa de a elimina imaginea clasică a particulelor care se mişcă pe o traiectorie în spaţiu, iar în 1927 a publicat articolul care i-a asigurat victoria în această bătălie. El a dovedit odată pentru totdeauna că indiferent de formalismul folosit, este o chestiune de principiu ştiinţific - ceea ce numim acum principiul incertitudinii - că orice încercare de a reprezenta mişcarea în sensul lui Newton este zadarnică. Deşi conceptul de realitate al lui Newton pare valabil la scară macroscopică, la nivelul mai fundamental al atomilor şi moleculelor care alcătuiesc obiectele macroscopice, universul este guvernat de un set de legi foarte diferite.

Principiul incertitudinii restrânge ceea ce putem şti la un moment dat despre anumite perechi de observabile, cum ar fi poziţia şi viteza. Nu este o restricţie dictată de tehnologia măsurătorilor, nici o limită a ingeniozităţii umane, ci o restricţie impusă de natura însăşi. Teoria cuantică afirmă că obiectele nu au proprietăţi exacte, cum ar fi poziţia sau viteza; şi, mai mult decât atât, cu cât o măsori mai precis pe una, cu atât mai puţin precis o vei putea măsura pe cealaltă.

Desigur că în viaţa de zi cu zi se pare că suntem capabili să măsurăm simultan poziţia şi viteza oricât de precis dorim. Aceasta pare să contrazică principiul incertitudinii, dar, dacă te familiarizezi cu matematica teoriei cuantice, vei constata că masele obiectelor uzuale sunt atât de mari, încât principiul incertitudinii este irelevant pentru fenomenele cotidiene. Dacă fizica newtoniană a funcţionat un timp atât de îndelungat, asta s-a întâmplat fiindcă limitele ei au devenit vizibile numai atunci când fizicienii au abordat fenomenele de la scara atomului.

De exemplu, să presupunem că electronii ar cântări la fel de mult ca o minge de fotbal. În acest caz, dacă localizezi poziţia electronului cu o aproximaţie de un milimetru în orice direcţie, îi poţi măsura viteza cu o precizie mai mare de o miliardime de miliardime de miliardime de kilometru pe oră. Aceasta este cu siguranţă suficient, în orice scop am dori să facem o astfel de măsurătoare în viaţa de zi cu zi. Dar cu electronul real, care este incomparabil mai uşor decât o minge de fotbal, lucrurile stau altfel. Dacă măsori poziţia unui electron real cu o precizie corespunzând aproximativ cu dimensiunea atomului, principiul incertitudinii afirmă că viteza electronului nu poate fi determinată mai precis de plus sau minus 1.000 de kilometri pe oră - anume, diferenţa dintre electronul aflat în repaus şi cel mişcându-se mai rapid decât un avion cu reacţie. Şi astfel Heisenberg a obţinut în fine satisfacţie: acele orbite atomice inobservabile, care să precizeze cu exactitate traiectoria electronului, sunt în ultimă instanţă interzise chiar de natură.

Când teoria cuantică a fost mai bine înţeleasă, a devenit clar că în lumea cuantică nu există certitudine, ci numai probabilităţi - nu există "Da, aceasta se va întâmpla", ci numai "Unul dintre aceste lucruri se va întâmpla cu siguranţă". În viziunea newtoniană despre lume, stările universului la un moment dat în viitor sau în trecut sunt considerate a fi imprimate în starea actuală a universului şi, folosind legile lui Newton, cineva suficient de inteligent le-ar putea citi. Dacă am dispune de suficiente date despre interiorul Pământului, am putea prevedea cutremurele; dacă am cunoaşte toate detaliile fizice relevante despre vreme, am putea, în principiu, să spunem cu certitudine dacă va ploua mâine sau peste un secol.

Acest "determinism" newtonian se află în chiar inima ştiinţei newtoniene: ideea că un eveniment îl cauzează pe următorul, şi aşa mai departe, şi că totul poate fi prezis cu ajutorul matematicii. A făcut parte din revelaţia lui Newton, un fel de certitudine îmbătătoare care i-a inspirat pe toţi, de la economişti la sociologi, "să-şi dorească să aibă ceea ce are fizica". Dar teoria cuantică ne spune că în miezul ei - la nivelul fundamental al atomilor şi particulelor din care este alcătuit totul - lumea nu este deterministă, că starea prezentă a universului nu determină evenimentele viitoare (sau trecute), ci numai probabilitatea ca una din multele alternative viitoare să se producă (sau ca evenimente trecute să se fi produs). Cosmosul - ne spune teoria cuantică - este asemenea unui enorm joc de bingo. Ca o reacţie la aceste idei a făcut Einstein celebra sa afirmaţie, într-o scrisoare adresată lui Born, că "teoria [cuantică] are multe rezultate, dar ne apropie prea puţin de secretele Bătrânului. Convingerea mea este că El nu joacă zaruri".

Este interesant că Einstein a invocat conceptul de Dumnezeu - "Bătrânul" - în această afirmaţie. Einstein nu credea în Dumnezeul personal din tradiţia biblică, de exemplu. Pentru Einstein, Dumnezeu nu era un jucător implicat în detaliile intime ale vieţii noastre, ci reprezenta frumuseţea şi simplitatea logică a legilor cosmosului. Astfel că, atunci când Einstein a spus că Bătrânul nu joacă zaruri, el înţelegea prin aceasta că nu poate accepta să acorde hazardului un rol în marea schemă a naturii.

Tatăl meu nu a fost nici fizician, nici jucător de zaruri, iar în perioada cât a locuit în Polonia nu a ştiut nimic despre grandioasele evoluţii care aveau loc în fizică, la numai câteva sute de kilometri depărtare. Dar când i-am explicat incertitudinea cuantică, i-a venit mult mai uşor s-o accepte decât lui Einstein. Pentru tatăl meu, încercarea de a înţelege universul nu era centrată pe observaţii făcute cu telescoape sau microscoape, ci pe condiţia umană. Şi astfel, la fel cum a înţeles, din propria lui viaţă, distincţia lui Aristotel între schimbarea naturală şi cea violentă, trecutul său a făcut ca hazardul inerent în teoria cuantică să fie o pastilă uşor de înghiţit. El mi-a povestit despre vremea când a stat într-un şir lung, în piaţa oraşului, unde naziştii adunaseră mii de evrei. Când a început razia, s-a ascuns într-o latrină împreună cu un lider al Rezistenţei evadat, pe care trebuia să-l protejeze. Dar nici el, nici liderul nu au putut să suporte duhoarea, încât până la urmă au ieşit. Evadatul a luat-o la goană şi nimeni nu l-a mai văzut vreodată. Tatăl meu a fost împins în rând şi i s-a alăturat aproape de capătul acestuia.

Şirul se mişca lent şi tatăl meu a văzut că toţi erau urcaţi în camioane. Când era aproape să-i vină rândul, ofiţerul SS responsabil i-a oprit pe ultimii patru, printre care se afla şi tatăl meu. Aveau nevoie de trei mii de evrei şi se pare că acel şir avea 3.004. Oriunde trebuiau să meargă, au mers fără el. Mai târziu, el a aflat că destinaţia fusese cimitirul local, unde fiecare a trebuit să sape o groapă, după care a fost împuşcat şi îngropat. Tatăl meu trăsese numărul 3.004 într-o loterie a morţii, în care precizia germană a învins brutalitatea nazistă. Pentru tatăl meu, acela a fost un exemplu de hazard pe care mintea lui cu greu îl putea pricepe. Hazardul mecanicii cuantice, în schimb, i s-a părut lesne de înţeles.

La fel ca vieţile noastre, o teorie ştiinţifică poate fi clădită pe stâncă sau pe nisip. Speranţa nemărginită a lui Einstein a fost că teoria cuantică se va dovedi construită pe nisip, o fundaţie slabă, care pe termen lung îi va cauza prăbuşirea. La apariţia principiului incertitudinii, el a sugerat că acesta nu este un principiu fundamental al naturii, ci o limitare a mecanicii cuantice - un indiciu că teoria nu are o fundaţie solidă.

Obiectele au valori bine definite pentru mărimi precum poziţia şi viteza, credea el, numai că teoria cuantică nu le poate pune în evidenţă. În ciuda succeselor ei incontestabile, mecanica cuantică - a spus Einstein - trebuie că este întruparea unei teorii mai profunde, care va repune în drepturi realitatea obiectivă. Deşi puţini în afară de el au împărtăşit această credinţă, timp de mulţi ani a fost o posibilitate pe care nimeni nu o putea exclude, şi Einstein s-a dus în mormânt convins că într-o zi se va dovedi că avusese dreptate. În ultimele decenii însă, experimente sofisticate bazate pe ideile foarte ingenioase ale fizicianului teoretician irlandez John Bell (1928-1990) au eliminat posibilitatea aceasta. Incertitudinea cuantică nu poate fi eliminată.

"Verdictul lui Einstein", a mărturisit Born, "a fost o lovitură grea." Born, împreună cu Heisenberg, adusese contribuţii importante la interpretarea probabilistă a mecanicii cuantice şi sperase la o reacţie mai pozitivă. El îl venera pe Einstein şi a avut un sentiment de pierdere, ca şi cum ar fi fost părăsit de un lider respectat. Şi alţii au simţit la fel, şi au fost mişcaţi până la lacrimi când s-au văzut nevoiţi să respingă ideile lui Einstein. În curând, Einstein s-a aflat practic singur în opoziţia sa faţă de teoria cuantică, cântând, cum s-a exprimat el, "cântecelul meu solitar" şi "părând foarte ciudat, văzut din afară". În 1949, la circa douăzeci de ani după prima scrisoare în care a respins lucrarea lui Born, şi cu numai şase ani înaintea morţii sale, el i-a scris din nou lui Born, pentru a-i spune: "Sunt unanim privit ca un fel de obiect pietrificat, pe care trecerea anilor l-a orbit şi l-a surzit. Rolul acesta nu mi se pare prea dezagreabil, întrucât corespunde foarte bine cu temperamentul meu".

***

Teoria cuantică a fost creată în Europa Centrală printr-o concentrare de putere cerebrală ştiinţifică ce a depăşit - sau cel puţin a rivalizat - cu oricare dintre constelaţiile intelectuale pe care le-am întâlnit în călătoria noastră de-a lungul epocilor. Inovaţiile încep cu un mediu fizic şi social adecvat, astfel încât faptul că cei din ţări îndepărtate au avut puţine contribuţii nu este întâmplător: stimulaţi de progresele tehnice care au revelat un torent de noi fenomene legate de atom, fizicienii teoreticieni destul de norocoşi să facă parte dintr-o comunitate în acel timp şi acel loc au făcut schimb de intuiţii şi observaţii privind aspecte ale universului dezvăluite pentru prima oară în istoria omenirii. A fost un timp magic în Europa, în care izbucnirile imaginaţiei luminau cerul una după alta, până când au început să apară contururile unui nou tărâm al naturii.

Mecanica cuantică s-a născut din sudoarea şi geniul multor oameni de ştiinţă care au lucrat într-un număr restrâns de ţări, schimbând idei şi polemizând, dar cu toţi aliaţi în pasiunea şi dăruirea pentru atingerea aceluiaşi ţel. Dar atât alianţele, cât şi conflictele acelor minţi strălucite vor fi în curând eclipsate de haosul şi sălbăticia care vor pune stăpânire pe continent. Stelele fizicii cuantice vor fi împrăştiate la fel ca un castel din cărţi de joc în bătaia vântului.

Începutul sfârşitului a venit în ianuarie 1933, când feldmareşalul Paul von Hindenburg, preşedintele Germaniei, l-a numit pe Adolf Hitler cancelar. În noaptea imediat următoare, în marele oraş universitar Göttingen - unde Heisenberg, Born şi Jordan colaboraseră la crearea mecanicii lui Heisenberg -, nazişti în uniformă mărşăluiau pe străzi, agitând torţe şi zvastici, cântând cântece patriotice şi hărţuind evreii. În numai câteva luni, naziştii au iniţiat ceremonii de incinerare a cărţilor în toată ţara şi au proclamat o epurare a non-arienilor din universităţi. Dintr-odată, mulţi dintre cei mai respectaţi intelectuali germani s-au văzut obligaţi să-şi abandoneze căminele; alţii, precum tatăl meu, croitor polonez fără astfel de opţiuni, au trebuit să rămână şi să facă faţă ameninţării naziste în creştere. Se estimează că în decurs de cinci ani, aproape două mii de savanţi de prim rang au părăsit Germania datorită fie originii etnice, fie convingerilor politice.

Se spune că Heisenberg a remarcat cu multă voioşie despre ascensiunea lui Hitler că "acum cel puţin este ordine, s-a pus capăt instabilităţii şi avem o mână forte care guvernează Germania, ceea ce va fi spre binele Europei". Încă din adolescenţă, Heisenberg fusese nemulţumit de starea societăţii germane. El chiar activase într-o grupare de tineret naţionalistă care combina lungi drumeţii în natură cu discuţii în jurul focului de tabără, în cadrul cărora se deplângea decăderea morală din Germania şi pierderea tradiţiilor şi a unui ţel comun. Ca om de ştiinţă, el aspira să fie deasupra politicii, dar se pare că a văzut în Hitler mâna forte capabilă să restaureze măreţia Germaniei din perioada de dinaintea Primului Război Mondial.

Dar noua fizică susţinută de Heisenberg, şi la a cărei inventare contribuise decisiv, era menită să-l irite pe Hitler. În secolul al XIX-lea, fizica germană îşi stabilise supremaţia şi prestigiul în primul rând prin culegerea şi analiza datelor. Desigur, au fost emise şi analizate anumite ipoteze matematice, dar în general nu acesta a fost obiectivul fizicienilor. În primele decenii ale secolului al XX-lea însă, fizica teoretică a înflorit ca un domeniu de sine stătător şi, aşa cum am văzut, a obţinut succese răsunătoare. Dar naziştii au respins-o ca fiind excesiv de speculativă şi obscură matematic. La fel ca arta "degenerată", pe care o urau atât de mult, ei o percepeau ca abstractă şi de un suprarealism dezgustător. Dar, cel mai rău, ea era creaţia unor savanţi de origine evreiască (Einstein, Born, Bohr, Pauli).

Naziştii au calificat noile teorii - relativitatea şi mecanica cuantică - drept "fizică evreiască". În consecinţă, ele erau nu doar greşite, ci şi degenerate, iar predarea lor în universităţi a fost interzisă. Însuşi Heisenberg, care a avut necazuri fiindcă lucrase la "fizica evreiască" şi colaborase cu fizicieni evrei. Atacurile l-au înfuriat pe Heisenberg care, în pofida numeroaselor oferte prestigioase din străinătate, rămăsese în Germania, loial guvernului său, şi făcuse tot ce-i ceruse al Treilea Reich.

Heisenberg a încercat să-şi rezolve problemele apelând direct la Heinrich Himmler, liderul organizaţiei Schutzstaffel (SS-ul) şi omul care va fi responsabil de construirea lagărelor de concentrare. Mama lui îl cunoştea de mulţi ani pe Himmler, şi Heisenberg s-a folosit de această relaţie pentru a-i transmite o scrisoare. Himmler a răspuns cu o investigaţie amănunţită care a durat opt luni şi i-a provocat lui Heisenberg coşmaruri ani după aceea, dar în cele din urmă Himmler a declarat: "Cred că Heisenberg este decent şi nu ne putem permite să-l pierdem sau să-l reducem la tăcere pe omul acesta, care este relativ tânăr şi poate să educe o nouă generaţie. În schimb, Heisenberg a fost de acord să-i dezavueze pe creatorii evrei ai fizicii evreieşti şi să evite a le mai rosti numele în public.

Dintre ceilalţi pionieri de seamă ai fizicii cuantice, Rutherford era pe atunci la Cambridge. Acolo, a contribuit la fondarea unei organizaţii pentru ajutorarea refugiaţilor academici, al cărei preşedinte a fost. El a murit în 1937, la vârsta de şaizeci şi patru de ani, ca urmare a amânării unei operaţii de hernie. Dirac, care devenise Profesor Lucasian de matematică la Cambridge (post deţinut odinioară de Newton şi Babbage, iar mai târziu de Hawking), a lucrat un timp la probleme relevante pentru proiectul britanic al bombei atomice, după care a fost invitat să se alăture Proiectului Manhattan, dar a refuzat din motive etice. El şi-a petrecut ultimii ani la Florida State University, în Tallahassee, unde a murit în 1984, la optzeci şi doi de ani. Pauli, pe atunci profesor la Zürich, a condus, la fel ca Rutherford, un proiect internaţional pentru refugiaţi, dar la izbucnirea războiului i s-a refuzat cetăţenia elveţiană, aşa că a emigrat în Statele Unite, unde se afla când i s-a decernat Premiul Nobel, la scurt timp după terminarea războiului. În ultimii ani ai vieţii, a devenit tot mai interesat de mistică şi psihologie, mai ales de vise, şi s-a numărat printre membrii fondatori ai Institutului C.G. Jung din Zürich. El a murit de cancer pancreatic la un spital din Zürich, în 1958, la cincizeci şi opt de ani.

La fel ca Pauli, Schrödinger a fost austriac, dar locuia la Berlin când a venit Hitler la putere. În privinţa lui Hitler, Schrödinger s-a dovedit a fi antiteza lui Heisenberg: a fost un anti-nazist declarat şi curând a părăsit Germania pentru a lua în primire un post la Oxford. La scurt timp după aceea, a primit Premiul Nobel împreună cu Dirac. Heisenberg, care încerca să menţină unitatea fizicii germane, a fost iritat de plecarea lui Schrödinger, "fiindcă nu era nici evreu, nici altminteri ameninţat". Schrödinger nu va rămâne însă mult timp la Oxford. Problema lui era că trăia atât cu soţia, cât şi cu amanta, pe care o considera mai mult ca pe o a doua soţie. După cum a scris biograful său, Walter Moore, la Oxford "soţiile erau privite ca nişte anexe feminine regretabile... Era deplorabil să ai o soţie la Oxford - să ai două era de neînchipuit".

Schrödinger se va stabili până la urmă la Dublin. El a murit de tuberculoză în 1961, la şaptezeci şi trei de ani. Contractase boala în 1918, în timp ce lupta în Primul Război Mondial, şi problemele respiratorii de care a suferit tot restul vieţii au fost motivul şederii sale în staţiunea alpină Arosa, unde a elaborat versiunea sa a teoriei cuantice.

Einstein şi Born locuiau în Germania când a venit Hitler la putere, şi a emigra din timp era o chestiune de supravieţuire, dată fiind originea lor evreiască. Einstein era pe atunci profesor la Berlin şi întâmplarea a făcut ca în ziua numirii lui Hitler, el să se afle în vizită la Caltech, în Statele Unite. El a decis să nu se mai întoarcă în Germania, unde nu a mai pus niciodată piciorul. Naziştii i-au confiscat proprietatea personală, i-au ars lucrările despre teoria relativităţii şi au pus o recompensă de cinci mii de dolari pe capul său. Dar el nu fusese luat prin surprindere: înainte de a pleca în California, îi spusese soţiei să se uite bine la casa lor. "Nu o vei mai vedea niciodată", i-a spus el. Ea crezut că vorbeşte prostii.

Einstein a devenit cetăţean american în 1940, dar şi-a păstrat şi cetăţenia elveţiană. El a murit în 1955 şi a fost dus la un crematoriu, unde se adunaseră în tăcere doisprezece prieteni apropiaţi. După o scurtă ceremonie de comemorare, trupul a fost incinerat şi cenuşa împrăştiată într-un loc neprecizat, dar un patolog de la Spitalul Princeton i-a păstrat creierul, care a fost studiat intens în deceniile care au urmat. Ce a mai rămas din el se păstrează U.S. Army's National Museum of Health and Medicine, în Silver Spring, statul Maryland.

Born, împiedicat să mai predea şi îngrijorat de hărţuielile la care îi erau supuşi copiii, a părăsit şi el curând Germania. Heisenberg a depus mari eforturi ca Born să fie o excepţie de la interdicţia lucrărilor non-ariene, dar cu ajutorul organizaţiei pentru refugiaţi conduse de Pauli, în iulie 1933 a preluat un post la Cambridge, iar mai târziu s-a stabilit la Edinburgh. El a fost omis când lui Heisenberg i s-a decernat Premiul Nobel, în 1932, pentru o lucrare pe care o făcuseră împreună, dar premiul i-a fost acordat în 1954. Born a murit în 1970. Pe mormântul său este inscripţionată drept epitaf relaţia pq - qp = h / 2π, una din cele mai faimoase ecuaţii ale teoriei cuantice, un enunţ matematic care va deveni baza principiului incertitudinii al lui Heisenberg - şi care a fost descoperit independent de el şi de Dirac.

Bohr, care locuia în Danemarca, unde conducea ceea ce acum se numeşte Institutul Niels Bohr, a fost o vreme ceva mai ferit de acţiunile lui Hitler şi i-a ajutat pe oamenii de ştiinţă evrei refugiaţi să-şi găsească posturi în Statele Unite, Marea Britanie şi Suedia. Dar în 1940 Hitler a invadat Danemarca, iar în toamna anului 1943, ambasadorul suedez la Copenhaga l-a avertizat pe Bohr că-l ameninţă arestarea iminentă, ca parte a planului nazist de deportare a tuturor evreilor din Danemarca. Arestarea lui fusese prevăzută cu o lună înainte, dar naziştii au considerat că va face mai puţină vâlvă dacă vor aştepta până la apogeul arestărilor în masă. Amânarea aceasta l-a salvat pe Bohr, care s-a refugiat împreună cu soţia în Suedia. A doua zi, Bohr s-a întâlnit cu regele Gustav al V-lea şi l-a convins să ofere în mod public azil refugiaţilor evrei.

Însă Born era în pericol să fie răpit. Suedia era înţesată de agenţi germani şi, deşi el era adăpostit într-o locaţie secretă, ei ştiau că se află la Stockholm. Curând, Winston Churchill l-a anunţat pe Bohr că britanicii îl vor evacua, şi el a fost împachetat într-o saltea, în compartimentul bombelor dintr-un Havilland Mosquito, un bombardier rapid, neînarmat, capabil să evite aviaţia germană. Pe drum, Bohr a leşinat din lipsă de oxigen, dar a ajuns viu la destinaţie, purtând aceleaşi haine cu care părăsise Danemarca. Familia l-a urmat. Din Anglia, Bohr a plecat în Statele Unite, unde a devenit consilier al Proiectului Manhattan. După război, s-a întors la Copenhaga, unde a murit în 1962, în vârstă de şaptezeci şi şapte de ani.

Dintre marii teoreticieni ai fizicii cuantice, numai Planck, Heisenberg şi Jordan au rămas în Germania. Jordan, asemenea marelui experimentator Geiger, a fost un nazist entuziast. El a devenit unul dintre cei trei milioane de membri ai trupelor de asalt germane şi a purtat cu mândrie uniforma maronie, cizmele cu carâmb înalt şi banderola cu zvastică în jurul braţului. El a încercat să trezească interesul naziştilor pentru diverse scheme de arme avansate, dar, ironic, din cauza implicării sale în "fizica evreiască" a fost ignorat. După război, a intrat în politică şi a obţinut un loc în Bundestag, parlamentul german. A murit în 1980, la şaptezeci şi şapte de ani, singurul dintre pionierii fizicii cuantice care nu a primit Premiul Nobel.

Planck nu simpatiza naziştii, dar nici nu le-a opus rezistenţă, nici măcar tacit. În schimb, la fel ca Heisenberg, prioritatea lui pare să fi fost, pe cât posibil, salvgardarea ştiinţei germane, supunându-se tuturor legilor şi regulamentelor naziste. În mai 1933, el s-a întâlnit cu Hitler într-o încercare menită să-l convingă să renunţe la politica de eliminare a evreilor din mediile academice germane, dar bineînţeles că întâlnirea aceasta nu a schimbat nimic. Câţiva ani mai târziu, fiul cel mai mic al lui Planck, de care era foarte legat, a încercat de o manieră mai îndrăzneaţă să schimbe partidul nazist - a participat la complotul pentru asasinarea lui Hitler, din 20 iulie 1944. Arestat împreună cu ceilalţi, a fost torturat şi executat de Gestapo. Pentru Planck, a fost apogeul tragic al unei vieţi plină de tragedii. Dintre cei cinci copii ai săi, alţi trei muriseră de tineri - fiul cel mai mare a fost ucis în Primul Război Mondial, iar două fiice au murit la naştere. Se spune că execuţia fiului său a stins definitiv dorinţa de viaţă a lui Planck, care a murit doi ani mai târziu, în vârstă de optzeci şi nouă de ani.

În pofida entuziasmului său iniţial, lui Heisenberg i s-a făcut lehamite de nazişti. Dar cum deţinea poziţii ştiinţifice înalte pretutindeni în cel de-al Treilea Reich, el şi-a îndeplinit obligaţiile fără să se plângă. Când evreii au fost epuraţi din universităţi, a făcut tot ce a putut ca să menţină fizica germană, atrăgând cei mai buni înlocuitori cu putinţă. Heisenberg nu a intrat niciodată în partidul nazist, dar a rămas la post şi nu a rupt relaţiile cu regimul.

Când proiectul bombei atomice germane a fost iniţiat, în 1939, Heisenberg i s-a alăturat şi s-a pus pe treabă cu o enormă energie. El a finalizat curând calculele care demonstrau posibilitatea unei reacţii în lanţ de fisiune nucleară şi că uraniul 235 - un izotop rar - în stare pură ar fi un exploziv bun. Este una dintre numeroasele ironii ale istoriei că succesele Germaniei repurtate la începutul războiului au contribuit în final la înfrângerea ei: regimul nu a investit multe resurse în proiectul bombei atomice, dat fiind că războiul mergea atât de bine, iar când lucrurile s-au schimbat, a fost prea târziu - naziştii au fost înfrânţi înainte să o poată construi.

După război, Heisenberg a fost reţinut scurt timp de Aliaţi, împreună cu alţi nouă savanţi germani de frunte. După eliberare, a început să lucreze din nou la probleme teoretice fundamentale ale fizicii, s-a implicat în reconstruirea ştiinţei germane şi a încercat să-şi refacă reputaţia printre oamenii de ştiinţă din afara ţării sale de baştină. Heisenberg a murit la locuinţa lui din München, la 1 februarie 1976, fără să-şi fi recăpătat reputaţia de care se bucurase cândva.

Reacţiile amestecate ale comunităţii fizicienilor faţă de Heisenberg în perioada postbelică se reflectă, poate, şi în atitudinea mea. În 1973, student fiind, aş fi avut şansa să asist la o prelegere pe care a ţinut-o la Harvard despre dezvoltarea teoriei cuantice, dar nu m-am putut decide să merg. În schimb, peste câţiva ani, când aveam o bursă Alexander von Humboldt la institutul al cărei director fusese, am stat adesea în faţa biroului pe care-l ocupase şi am reflectat la spiritul care contribuise la inventarea mecanicii cuantice.

***

Deşi teoria cuantică dezvoltată de marii ei pionieri nu modifică descrierea fizică a lumii macroscopice, ea a revoluţionat modul în care trăim, producând în societatea umană o schimbare la fel de mare ca cea adusă de Revoluţia Industrială. Legile teoriei cuantice stau la baza tuturor tehnologiilor informatice şi de comunicaţii care au remodelat societatea modernă: calculatorul, internetul, sateliţii, telefoanele celulare şi toate dispozitivele electronice. Dar la fel de important ca aplicaţiile ei practice este ceea ce ne spune teoria cuantică despre natură şi despre ştiinţă.

Triumfalismul viziunii newtoniene despre lume promisese că, făcând calculele matematice adecvate, omenirea va putea să prevadă şi să explice toate fenomenele naturale, ceea ce i-a inspirat pe oamenii de ştiinţă din toate domeniile să încerce să-şi "newtonizeze" subiectele. Creatorii fizicii cuantice din prima jumătate a secolului al XX-lea au nimicit acele aspiraţii şi au descoperit un adevăr care conferă putere, dar care în acelaşi timp îndeamnă la o profundă umilinţă. Conferă putere fiindcă teoria cuantică demonstrează că putem înţelege şi manipula o lume nevăzută, aflată dincolo de experienţa noastră. Şi îndeamnă la umilinţă fiindcă de milenii progresele filosofilor şi ale oamenilor de ştiinţă au sugerat că dispunem de o capacitate de înţelegere infinită, dar acum natura, vorbind prin intermediul marilor descoperiri ale fizicii cuantice, ne spune că există limite în ceea ce putem cunoaşte şi în ceea ce putem controla. Mai mult decât atât, teoria cuantică ne aduce aminte de posibilitatea existenţei unor lumi nevăzute, ne aminteşte că universul este locul unor mistere extraordinare şi că dincolo de orizont ne aşteaptă, poate, alte fenomene inexplicabile, cerând noi revoluţii în gândire şi în teorie.

În aceste pagini am făcut o călătorie de-a lungul a milioane de ani, începând cu primele specii umane, care se deosebeau foarte mult de noi atât fizic, cât şi mental. În călătoria aceasta de patru milioane şi jumătate de ani, doar în ultima clipită am intrat în era prezentă, în care am învăţat că natura este guvernată de legi, dar că legile acestea conţin mai mult decât ne arată experienţa noastră cotidiană, şi că, aşa cum îi spune Hamlet lui Horatio, sunt mai multe lucruri în cer şi pe pământ decât visează filosofia noastră.

Cunoaşterea noastră va continua să se extindă în viitorul previzibil şi, dată fiind creşterea exponenţială a numărului celor care se ocupă de ştiinţă, pare rezonabil să credem că următoarea sută de ani va aduce progrese la fel de mari ca ultimii o mie. Dar dacă citeşti cartea aceasta, ştii fără îndoială că interesul oamenilor faţă de mediul înconjurător merge dincolo de aspectele tehnice - noi, oamenii, vedem frumuseţe în natură şi căutăm înţelesuri. Nu vrem să ştim numai cum funcţionează universul, vrem să înţelegem şi care este locul nostru în el. Vrem să oferim un context vieţii noastre şi existenţei noastre finite şi să ne simţim conectaţi cu alţi oameni, cu bucuriile şi tristeţile lor, şi cu cosmosul în care acele bucurii şi tristeţi joacă doar un rol neînsemnat.

A înţelege şi a ne accepta locul în univers poate fi dificil, dar a constituit de la bun început unul dintre scopurile celor care studiază natura - de la vechii greci, care au considerat ştiinţa o ramură a filosofiei, alături de metafizică, etică şi estetică, până la pionieri precum Boyle şi Newton, care au abordat studiul naturii ca pe o metodă de a înţelege natura lui Dumnezeu. Pentru mine, conexiunea dintre înţelegerea lumii fizice şi lumea umană s-a revelat în modul cel mai frapant într-o zi, când eram la Vancouver, pe platoul unde se turna serialul de televiziune MacGyver. Scrisesem episodul care se filma şi îi instruiam pe decoratori şi designeri despre cum trebuie să arate un laborator de fizica temperaturilor joase. Brusc, în mijlocul acelor discuţii tehnice mundane, m-am confruntat pentru prima oară cu faptul că noi, oamenii, nu suntem mai presus de natură, ci venim şi plecăm asemenea florilor sau a cintezoilor lui Darwin.

Totul a început când un apel telefonic a fost direcţionat de la biroul producătorului spre platoul unde mă aflam. În acele vremuri, înainte ca orice copil de doisprezece ani să aibă celular, a primi un telefon pe platoul de filmare era ceva neobişnuit, şi de obicei mesajele telefonice îmi parveneau după câteva ore, mâzgălite pe bucăţi neregulate de hârtie. Mesaje precum: Leonard: _ilizibil_ vrea ca tu _ilizibil_. Zice că este urgent! Sună-l la _ilizibil_. De data aceasta a fost diferit. De data aceasta un asistent de producţie mi-a adus un telefon.

La celălalt capăt al firului era un medic de la spitalul Universităţii din Chicago. El m-a informat că tatăl meu suferise un atac cerebral şi era în comă - un rezultat întârziat al intervenţiei chirurgicale pe care o avusese cu câteva luni în urmă, pentru a-i repara aorta. Seara am fost la spital, privindu-l pe tatăl meu, care stătea întins pe spate, cu ochii închişi şi părând liniştit. M-am aşezat lângă el şi i-am trecut mâna prin păr. Trupul lui era cald şi dădea senzaţia de viaţă, ca şi cum ar fi fost doar adormit şi s-ar fi putut trezi în orice moment, zâmbind la vederea mea, întinzând mâna să mă atingă şi întrebându-mă dacă nu vreau nişte hering marinat cu pâine de secară la micul dejun.

I-am vorbit tatălui meu. I-am spus că-l iubesc - la fel cum, mulţi ani mai târziu, aş fi vrut să le spun acelaşi lucru copiilor mei când dormeau. Dar medicul a insistat că tatăl meu nu doarme şi că nu-mi poate auzi vocea. Encefalograma lui arăta că era practic mort. Corpul lui cald era asemenea laboratorului de fizică din MacGyver - o faţadă în stare bună la exterior, dar o simplă carcasă, incapabilă să îndeplinească vreun rol semnificativ. Medicul mi-a spus că presiunea sanguină a tatălui meu va scădea treptat şi respiraţia lui va încetini, până când va muri.

În clipa aceea am urât ştiinţa şi aş fi vrut să greşească. Cine sunt medicii şi oamenii de ştiinţă, ca să-ţi spună soarta unei fiinţe omeneşti? Atunci aş fi dat orice, sau totul, ca să-l am din nou pe tatăl meu pentru o zi, o oră, sau chiar numai un minut, să-i spun că l-am iubit şi să-mi iau rămas-bun. Dar sfârşitul a survenit exact cum spusese medicul.

Era anul 1988 şi tatăl meu avea şaptezeci şi şase de ani. După moartea lui, familia noastră "a stat în şiva", adică am respectat perioada tradiţională de doliu de şapte zile, în care ne-am rugat de trei ori pe zi şi nu am plecat de acasă. Toată viaţa stătusem în camera de zi şi vorbisem cu el, dar acum stăteam acolo ştiind că el nu mai este decât o amintire şi că niciodată nu voi mai vorbi cu el. Mulţumită călătoriei intelectuale a umanităţii, ştiam că atomii lui continuă să existe şi că vor exista întotdeauna; dar mai ştiam şi că, deşi atomii lui nu au murit odată cu el, acum ei se vor risipi. Organizarea lor în fiinţa care fusese tatăl meu dispăruse şi nu va mai exista niciodată, decât ca o umbră în mintea mea şi în minţile celorlalţi care l-au iubit. Şi mai ştiam că peste câteva decenii acelaşi lucru se va întâmpla şi cu mine.

Spre surprinderea mea, mi-am dat seama că ceea ce învăţasem graţie străduinţelor mele omeneşti de a înţelege lumea fizică nu mă împietrise, ci doar îmi dăduse putere. M-a ajutat să-mi depăşesc durerea sufletească, să mă simt mai puţin singur, fiindcă făceam parte din ceva mai mare. Mi-a deschis ochii în faţa frumuseţii copleşitoare a existenţei, indiferent de numărul anilor care ne sunt hărăziţi. Chiar dacă nu a avut niciodată şansa să înveţe la liceu, tatăl meu a nutrit o mare apreciere şi curiozitate pentru natura lumii fizice. Într-una dintre conversaţiile noastre avute în camera de zi, în tinereţea mea, îi spusesem că voi scrie odată o carte despre acest subiect. În sfârşit, după decenii, aceasta este cartea.